定点突变改善PvEH1对邻甲基苯基缩水甘油醚的催化特性

环氧化物水解酶能够对外消旋环氧化物进行动力学拆分保留单构型的环氧化物。测定了菜豆环氧化物水解酶(Pv EH1)针对苯基缩水甘油醚及其甲基衍生物的催化特性,并基于分子对接及多序列比对分析确定7个突变位点,通过单点和组合突变对Pv EH1进行改造,以期改善Pv EH1对邻甲基苯基缩水甘油醚(1a)的催化特性。底物谱分析表明Pv EH1对1a的催化活性(157.2U/g湿细胞)和对映选择性(E=5.6)最高。单点突变结果显示E.coli/pveh1~(L105I)和E.coli/pveh1~(V106I)对1a的催化活性和对映选择性均有明显提高;L105I和V106I位组合突变菌株E.coli/pveh1~(L105I/V106I)的催化活性(493.8U/g湿细胞)是E.coli/pveh1的3.1倍,对映选择性(E=8.3)也提高至E.coli/pveh1的1.5倍。纯化后Pv EH1~(L105I/V106I)的催化活性为17.6U/mg,是Pv EH1的1.5倍,对1a的催化效率提高至Pv EH1的2.1倍。SDS-PAGE分析表明提高了蛋白质的可溶性表达量。利用E.coli/pveh1~(L105I/V106I)全细胞催化100mmol/L 1a水解动力学拆分获得手性纯(R)-1a(ee96%)的产率和时空产率分别为31.2%和5.12g/(L·h),因此,在手性纯(R)-1a的制备中,E.coli/pveh1~(L105I/V106I)是一种颇具潜力的生物催化剂。     

定点突变提高环氧化物水解酶AuEH2催化对甲基苯基缩水甘油醚的对映选择性*

环氧化物水解酶可催化外消旋环氧化物的动力学拆分或对映归一性水解制备手性环氧化物或邻二醇,具有广阔的应用前景.为提高宇佐美曲霉环氧化物水解酶 (AuEH2) 催化外消旋对甲基苯基缩水甘油醚 (rac-pMPGE) 的对映体选择率 (E).通过分子动力学模拟 (MD) 选取相互作用频率最高的位点A250替换为其他19种氨基酸;选取对映选择性显著提高的突变体测定其动力学参数 (K_m和k_cat) 及区域选择性系数 (β_S和β_R),并利用重组大肠杆菌全细胞拆分rac-pMPGE.突变体AuEH2^A250H的E值从12.7提高至38.4,重组菌比活力为51.9U/g湿细胞;其水解 (S)-pMPGE的k_cat/K_m从10.0mmol/(L·s)提高至12.8 mmol/(L·s),而水解 (R)-pMPGE的k_cat/K_m从1.13mmol/(L·s)降低至0.35mmol/(L·s);全细胞拆分20mmol/L rac-pMPGE获得 (R)-pMPGE的ee_s为>99%,产率从33.0% 提高至40.7%.A250位点的突变对AuEH2的对映选择性和酶活力具有显著影响;高对映选择性的AuEH2突变体在制备高光学纯的 (R)-pMPGE中具有应用潜力.